Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 24.Problemas - Ex. 69

Capacitância Terra-Ionosfera. A Terra pode ser considerada um capacitor de condutor único (Veja problema 24.67). Ela também pode ser considerada em combinação a uma camada carregada da atmosfera, a ionosfera, formando um capacitor esférico com dua placas, sendo que a superfície terrestre constitui a placa negativa. A ionosfera está a um nível de aproximadamente 70   K m , e a diferença de potencial entre a terra e a ionosfera é de cerca de 350000   V . Calcule (a) a capacitância desse sistema; (b) a carga total do capacitor; (c) a energia armazenada no sistema.

Passo 1

letra a)

A capacitância da Terra é dada por:

C = 4 π ϵ o r a r b r b - r a

C = 4 π 8,86 ⋅ 10 - 12 r a r b r b - r a

Temos que:

r a = 6,38 ⋅ 10 6   m

r b = 6,45 ⋅ 10 6   m

Passo 2

A capacitância da terra será:

C = 4 π 8,86 ⋅ 10 - 12 6,38 ⋅ 10 6 6,45 ⋅ 10 6 6,45 ⋅ 10 6 - 6,38 ⋅ 10 6

C = 6,5 ⋅ 10 - 2 F

Passo 3

letra b)

Agora que sabemos a capacitância, a cara será:

Q = C V

Q = 6,5 ⋅ 10 - 2 ⋅ 350000  

Q = 2,3 ⋅ 10 4   C

Passo 4

letra c)

A energia armazenada no sistema é dada por:

U = 1 2 C V 2

U = 1 2 6,5 ⋅ 10 - 2 350000 2

U = 4 ⋅ 10 9   J

Resposta

letra a) C = 6,5 ⋅ 10 - 2 F

letra b) Q = 2,3 ⋅ 10 4   C

letra c) U = 4 ⋅ 10 9   J

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Se a carga em um condutor esférico isolado é duplicada, sua autocapacitância (a) dobra, (b) cai à metade, (c) permanece a mesma?
Verdadeiro ou falso: a densidade de energia eletrostática está uniformemente distribuída na região entre os condutores de um capacitor cilíndrico.
A tensão em um capacitor de placas paralelas cuja separação entre as placas é 0,500m m é 1,20k V . O capacitor é desconectado da fonte de tensão e a separação entre as placas é aumentada até que a ene
As placas de um capacitor de placas paralelas estão separadas por uma distância d e cada placa tem área A . O capacitor é carregado a uma diferença de potencial V e, então, é desconectado da fonte de
Um capacitor é construído com duas cascas cilíndricas condutoras, finas e coaxiais, de raios a e b ( ba ) que têm comprimento L ≫ b . Uma carga + q está no cilindro interno e uma carga - Q está no cil